Ohne das Magnetfeld der Erde gebe es kein Schutzschild für unseren Planeten. Ionisierende Teilchen des Sonnenwindes und die kosmische Strahlung würden Leben auf dem Blauen Planeten unmöglich machen. Durch die Bewegung im Erdkern, die das flüssige Eisen erzeugt, wird dieses Schutzschild aufrechterhalten. Forscher zeigen nun erneut auf, wie wichtig dieser Geodynamo für unseren Planeten ist.
Magnetfeld der Erde: So tickt unser Schutzschild
Auch wenn Forscher mittlerweile wissen, wie der Geodynamo entsteht, gibt es immer noch viele Fragen rund um das Magnetfeld der Erde. Immerhin wird dieses Schild schon seit Jahrtausenden aufrecht erhalten. Ein internationales Forscherteam hat sich nun damit auseinandergesetzt, wie sich der Erdmagnetfeld verhält, wenn leichtere Elemente dem überwiegend eisernen Kern zugefügt werden. Ihnen ging es vor allem darum, herauszufinden, wie es sich dann mit der Nachhaltigkeit des Geodynamos verhält.
Bei der Entstehung der Erde sank das dichteste Material nach innen. So haben sich die verschiedenen Schichten gebildet: Erdkern, Erdmantel und Erdkruste. Zwar besteht der Erdkern überwiegend aus Eisen, doch seismische Daten deuten daraufhin, dass auch leichtere Elemente wie Sauerstoff, Silizium, Schwefel, Kohlenstoff und Wasserstoff Einfluss darauf haben können und damit Differenzierungsprozesse ausgelöst werden können.
Der Einfluss leichter Elemente auf das Erdmagnetfeld
Im Laufe der Zeit kühlt der innere Kern ab. Wärme weicht also in den Erdmantel aus. Die Frage, die sich die Forscher nun gestellt haben, war Folgende: Kann die Wärme allein das Magnetfeld der Erde weiterhin aufrecht halten? Ein zusätzlicher Schub durch leichtere Elemente kann die thermische Konvektion zusätzlich antreiben. Die chemische Zusammensetzung des Erdkerns kann dabei helfen, die Frage zu beantworten.
Besonders vorherrschend sind Silikate im Erdmantel. Danach folgen Sauerstoff, Eisen und Silizium. Im Labor wurden die Bedingungen im Inneren unseres Planeten nun nachgeahmt. Es wurde getestet, ob Silizium hilfreich bei der Wärmeübertragung vom Eisenkern in den Mantel ist. Weniger Wärmeleitfähigkeit des Kernmaterials bedeutet einen niedrigeren Schwellenwert bei der Erhaltung des Geodynamos. Sinkt die Schwelle, wird irgendwann ein Wärmefluss erreicht, der ausreicht um die Wärmekonvektion anzutreiben. Dafür wären keine zusätzlichen Materialbewegungen erforderlich.
Das Forscherteam kam auf das Ergebnis, dass das Magnetfeld der Erde durch einen Anteil von acht Prozent Silizium im simulierten Erdkern, das Schutzschild allein durch die Wärmeübertragung aufrecht erhalten kann. Nun sollen auch die Elemente Sauerstoff, Schwefel und Kohlenstoff im Erdinneren getestet werden, sodass ihre Auswirkungen auf den Geodynamo deutlich werden.
Dass noch nicht alles über das Erdmagnetfeld bekannt ist, zeigt eine Anomalie über dem Südatlantik. Sie wird von der NASA beobachtet. Falls du noch genauer Bescheid wissen willst: So sieht es im Inneren der Erde wirklich aus. Ziemlich verrückt: So würde es auf unserem Planeten aussehen, wenn das Magnetfeld der Erde nicht mehr existieren würde.